• 아시안잔디학회지
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• 제7권2_3호
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• pp.103-112
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• 1993

한국에서의 $C_3$$C_4$CAM 식물의 지리적 분포를 알아보았다. 한국 전체에서 258 군데의 지역에서 모든 초본식물들의 목록을 작성하고 각 식물들의 중요값을 통해 우점종을 결정하였으며 이들 식물의 분류에는 크란츠 해부구조의 존재 관찰을 비롯한 여러가지 방법들을 사용하였다. 이 연구의 결과에 따르면 우리나라의 $C_4$형 초본식물은 총 7개과 92종이었으며 $C_4$식물의 대부분은 화본과 식물이었다. 대한민국에서의 $C_3$와 $C_4$형 초본식물의 분포는 초본식물의 서식지와 관련되어 나타났다. 야외 및 해변의 건조지역에서는 $C_4$형 초본과 조건적 CAM 식물이 주로 서식하고 있는 반면, 습윤 지역에서는 주로 $C_3$형 초본식물이 많이 나타났다. 조사된 총 258개 지역 중에서 잔디가 우점종인 지역은 6개 지역이었다.

• 한국농림기상학회지
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• 제15권2호
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• pp.85-101
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• 2013

본 연구는 논, 밭, 과수원, 도로변에 생육하고 있는 식물상을 조사하여 $C_4$식물의 분포특성을 규명하고자 하였다. 현장조사는 2002년부터 2006년까지 5년간 수행되었다. 그 결과, 총 74과 231속 352종이 확인되었으며, 쌍자엽식물 255종, 단자엽식물 89종, 양치식물 8종으로 분류되었다. 농경지유형별로는 논에서 55과 203종, 밭에서 49과 218종, 과수원에서 44과 115종, 도로변에서 48과 202종이 출현하였다. 본 조사를 통하여 논은 쑥과 고마리, 밭과 도로변은 쑥과 개망초, 과수원은 닭의장풀과 바랭이로 대표되며 농업생태계에서 출현율이 가장 높은 식물은 쑥으로 확인되었다. 또한, 출현식물 중 $C_4$식물은 8과 25속 38종으로 확인되었으며, 논, 과수원, 도로변에서는 $C_4$ 단자엽식물의 출현율이 높았으며 밭에서는 다른 농경지유형에 비해 쌍자엽식물의 출현빈도가 높았다. 이러한 $C_4$식물의 출현율 차이는 고온 건조한 우리나라 밭 주변 식물서식환경을 반영하고 있으며, 논과 과수원은 상대적으로 습윤한 미기후조건에서 건조조건이 아니라 온도조건에 의해 $C_4$ 단자엽식물이 분포하는 것으로 생각되었다. 또한 농업생태계를 대표하는 $C_4$식물 중 단자엽식물은 바랭이와 닭의장풀이며 쌍자엽식물은 개비름과 명아주로 확인되었다. 본 조사에서 총 47종의 귀화식물이 확인되었으며 토양의 수분환경조건이 상대적으로 건조한 밭과 도로변에서 많은 귀화식물이 출현하였다. 귀화식물 가운데 $C_4$ 식물은 비름속의 개비름과 털비름 2종으로 나타났으며, 단자엽식물은 관찰되지 않았다. 본 연구에서는 농경지유형에 따른 대표적인 $C_4$식물의 분포특성이 확인되었으며 지구온난화로 인한 기온의 상승으로 고온에 적응성이 높은 $C_4$식물의 새로운 유입과 이미 유입된 종 가운데 농업생태계에 나쁜 영향을 미칠 수 있는 외래식물의 확산에 대한 장기적인 모니터링의 필요성을 제안하였다.

• 한국농림기상학회지
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• 제13권3호
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• pp.123-139
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• 2011

$C_4$ 식물의 식별 및 자료구축은 식생의 계절변동이나 천이와 관련된 생태학적 연구뿐만 아니라, 최근 주목받고 있는 기후변화의 영향을 과학적으로 증명할 수 있는 지표로서 그 활용이 크게 기대된다. 따라서 본 연구에서는 국내에 생육하는 $C_4$ 식물에 대한 전체 목록을 작성하고, 지구온난화에 따른 $C_4$ 식물의 반응과 식물생태계에 미치는 영향에 대하여 살펴보았다. 광합성 경로 유형에 대한 자료는 1971년에서 2010년 사이에 출판된 학술논문에서 얻어졌고, 그 자료와 국내에 구축되어 있는 식물목록 자료를 기반으로 국내에 생육하는 $C_4$ 식물의 목록을 작성하였다. 그 결과, 국내에는 약 197과 1123속 4476종의 관속식물이 생육하고 있으며, 그 중 $C_4$ 식물($C_3$-$C_4$ 중간형 포함)은 약 21과(10.7%), 84속(7.5%), 206종(4.6%)으로 확인되었다. 국내에 생육하는 $C_4$ 식물 중 쌍자엽식물은 53종(25.7%)이고, 단자엽식물은 153종(74.3%)으로 나타났다. 과 수준에서는 벼과가 102종(49.5%), 사초과가 45종(21.8%), 명아주과가 15종(7.3%), 비름과가 13종(6.3%), 국화과가 6종(3.0%), 석죽과, 대극과 및 메꽃과가 각각 3종(1.4%)으로 나타났다. 생활형을 살펴보면, 휴면형은 1년생식물이 95종(46.1%), 번식형에서 지하기관형은 $R_5$가 123종(59.7%), 산포기관형은 중력산포형($D_4$)이 179종(85.9%), 생육형은 총생형(t)이 122종(59.2%)으로 높은 비율로 나타났다. 지구온난화에 따른 기온 상승은 국내에 생육하는 $C_4$ 식물에 좋은 환경조건을 제공해 줄 것이며, 그 결과 $C_3$ 식물과 $C_4$ 식물간의 종간경쟁, $C_4$ 식물의 분포, 식물계절 및 생물다양성에 영향을 미칠 것으로 사료된다.

• 생태와환경
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• 제49권2호
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• pp.89-101
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• 2016

본 연구는 농업생태계에 출현하는 $C_4$ 식물의 출현 양상을 파악하기 위하여 2013년 여름과 가을, 2회에 걸쳐 전국 222 지점의 밭 경작지에서 식물상 및 경작환경을 조사하였으며, 광합성 유형을 판단하기 위해 주요 출현 종에 대한 Kranz 구조 확인과 탄소 안정동위원소 분석을 실시하였다. 밭 경작지에 출현하는 $C_4$ 식물은 9과 33속 54종이었으며 주요 출현종은 쇠비름, 바랭이, 돌피 등이었다. 조사 시기와 생육지 유형에 상관없이 밭 경작지에 출현하는 $C_3$, $C_4$ 식물은 출현하는 전체 종수의 일정 비율로 출현하는 경향을 보였다. $C_4$ 식물의 출현 종수의 변동폭은 크지 않았으며, $C_4$ 식물의 출현율은 $C_4$ 식물의 출현 종수보다 $C_3$ 식물의 출현 종수에 의한 영향을 크게 받았다. 경작면적은 $C_4$ 식물의 출현율에 영향을 미치지 않았으며 여러 제초방법의 동시 시행은 $C_3$ 식물의 출현 종수를 감소시켰다. 특히 예취는 $C_3$ 식물 출현 종수에 큰 감소를 가져왔다. 반면 재배작물수의 증가는 $C_3$, $C_4$ 식물의 출현 증가를 가져왔으나 $C_4$ 식물의 출현율에는 큰 영향을 주지 않았다. 본 연구를 통해 농업생태계에서 다른 생태계에 비해 높은 $C_4$ 출현율을 보인 이유는 경작활동에 의한 $C_3$ 식물 출현 종수의 감소에 따른 것으로 사료된다.

• 식물분류학회지
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• 제46권3호
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• pp.314-325
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• 2016

광합성 경로의 전환은 현화식물의 계통에서 여러 번에 걸쳐서 독립적으로 일어난 진화적 사건으로서 사초과에서는 다섯 번 이상 발생한 것으로 추정되고 있다. 방동사니족에서 나타난 C4 광합성 경로로의 전환은 한 번 발생하였으며 이는 방동사니족 내 C4 식물의 공유파생형질로 여겨진다. 방동사니족에 포함된 속들의 형태학적 한계는 분자계통학적 유연관계와 일치하지 않으며, 특히 다계통군으로 여겨지는 방동사니속의 한계는 계통분류학적으로도 논란이 되고 있다. 본 연구에서는 한국산 방동사니족 식물의 광합성 경로와 분자계통을 비교하고자 하였다. 해부학적 관찰을 통해 우리나라 방동사니족 식물 20종(방동사니속 18종, 파대가리속 1종, 세대가리속 1종)의 광합성 경로를 확인하였다. 또한 nrITS, rbcL, trnL-F의 염기서열에 근거하여 각 분류군의 분자계통학적 위치를 파악하고자 하였으며, 분류군 전체의 계통을 파악하기 위하여 선행연구 결과와 함께 분석하였다. 엽록체가 밀집된 광합성 조직의 위치에 따라 우리나라 방동사니속 식물 중 병아리방동사니와 우산방동사니, 모기방동사니, 알방동사니의 네 종은 C3 식물로 확인되었고, 나머지 14종의 방동사니속 식물, 파대가리, 그리고 세대가리는 C4 식물로 결정되었다. 또한 분자계통학적 분석에서 방동사니족은 CYPERUS 분계군과 FICINIA 분계군으로 구분되었으며, 우리나라 방동사니족 식물은 모두 CYPERUS 분계군에 속하였다. CYPERUS 분계군내에서 C4 식물들은 단계통군을 형성하였지만 각 분류군 간의 유연관계는 명확하게 나타나지 않았다. 분자계통수에서 세대가리속과 파대가리속은 C4 식물인 방동사니속 식물들과 함께 단일 분계군을 형성함으로서 각각 독립된 속으로서 지지 되지 않는다. 이는 기존의 연구결과와 일치하며, CYPERUS 분계군에 속한 속들의 계통분류체계를 명확하게 하기 위해서는 면밀한 형태학적 연구와 더불어 높은 해상력을 갖춘 분자계통학적 연구가 이루어져야 할 것이다.

• 한국농림기상학회지
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• 제14권4호
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• pp.196-206
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• 2012

본 연구에서는 기후변화가 농업생태계 식물군락에 미치는 영향을 해석하기 위하여 기상요건이 다른 해남, 영동, 철원 3지역의 논둑에서 시기별로 식생변화를 조사하였다. 그 결과 출현종수에서 $C_3$식물은 해남과 영동에서는 이른 봄부터 5월 중순까지 증가하다가 $C_4$식물이 출현하는 이후부터 계속적으로 감소하였지만, 철원에서는 이른 봄부터 가을까지 계속적으로 증가하는 경향을 나타냈다. $C_4$식물은 해남과 영동에서는 6월 중순, 철원에서는 7월 하순에 출현하여 가을까지 계속적으로 증가하는 경향을 나타냈다. 종다양성의 계절변화에서 해남은 $C_4$식물이 출현하기 전에 가장 높은 값을 나타냈으며 이후에는 급격히 감소하였다. 영동은 $C_3$와 $C_4$식물이 혼생하는 초기에 가장 높은 값을 나타냈으며 이후에 서서히 감소하였다. 철원은 감소경향이 나타나지 않고 계속적인 증가 패턴을 나타냈다. 이들 논둑에 출현하는 식물을 $C_3$와 $C_4$ 두 그룹으로 나누어 상대피도 및 상대우점율의 계절변화를 확인한 결과 지역별 차이를 나타내기는 하지만 $C_3$식물에서 $C_4$식물로 교대가 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 교대시기를 온도와 일조시간을 고려한 관계식을 이용하여 추정할 수 있었으며, 일평균기온 5 이상인 날에 대한 일조시간의 누적 합이 1017시간에서 논둑식생의 상대우점율이 $C_3$식물에서 $C_4$식물로 교대하는 것으로 예측했다. 이러한 연구결과는 기후변화에 따른 국내 식생분포의 예측에도 중요한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 식물조직배양학회지
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• 제26권1호
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• pp.21-26
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• 1999

쌍떡잎식물체 형질전환에 널리 쓰이는 Agrobacterium의 binary vector를 이용하여 왜화성을 나타내는 pGA643-rolC gene을 엽절편 transformation방법으로 petunia에 도입하였다. Petunia hybrida의 재분화에 있어 엽조직으로부터 식물체 재분화에 미치는 생장조절물질의 효과는 0.1mg/L NAA와 1.0mg/L BA의 조합에서 높았고 재분화된 식물체도 양호하였다. 식물체 형질전환 선발배지에 에틸렌 억제제인 AgNO$_3$와 KMnO$_4$의 첨가시 형질전환체 재분화율이 높게 나타났으며, AgNO$_3$에 비해 KMnO$_4$처리구에서 보다 많은 식물체 재분화율을 나타내었으나 AgNO$_3$와 KMnO$_4$의 고농도 첨가시 다소의 유리화 현상이 발생하였으므로 3mg/L KMnO$_4$ 첨가가 식물체 재분화에 적합한 것으로 생각된다. 항생제 200mg/L kanamycin, 500mg/L carbenicylin 과 1.0 mg/L BA, 0.1mg/L NAA가 첨가된 형질전환 선발배지에서 엽절편으로 부터 형질전환 된 것으로 추정되는 식물체들을 일차 선발하였고 기외로 이식한 후 genomic DNA를 분리하여 Southern blot analysis법으로 분석한 결과 외래 유전자가 식물체의 genomic DNA내로 삽입된 것을 확인할 수 있었다.

• 환경생물
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• 제17권2호
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• pp.199-204
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• 1999

여름철 자연조건에서 자라는 두릅나무과 식물 잎의 SOD활성과 광계II의 광화학적 효율의 차이를 분석하고 온도 스트레스와 paraquat의 영향을 조사하였다. 그 결과, 두릅나무과 식물 6종의 잎으로부터 총 8개의 superoxide dismutase(SOD) isoenzyme이 구분되었다. 그 중, 섬오갈피나무 (Acanthopanax koreanum)에서는 두릅나무과 식물에 공통적인 2개의 isoenzyme (SOD 4와 SOD 6)이 높은 활성으로 검출되었고, 황칠나무(Dendropanax morbifera)에서는 두릅나무과 식물이 갖는 8개의 isoenzyme이 모두 검출되었다. 광계II의 광화학적 효율을 나타내는 Fv/Fm은 낙엽성 식물에서는 섬오갈피나무가 다른 종보다 높았으며, 상록성 식물에서는 음지에 위치해 있는 잎이 양지에 위치해 있는 잎보다 전반적으로 높게 나타났다. 섬오갈피나무 잎 disc의 Fv/Fm은 온도가 높아짐에 따라 감소하였지만 황칠나무 잎 disc에서는 35$^{\circ}C$에서 현저하게 감소하였다. 그리고 온도 스트레스와 함께 paraquat를 처리하였을 때 섬오갈피나무에서는 4$^{\circ}C$에서, 황칠나무에서는 35$^{\circ}C$에서 Fv/Fm이 억제되었다. 한편, SOD 활성은 섬오갈피나무 잎 disc에서는 4$^{\circ}C$와 28$^{\circ}C$에서 높았고 paraquat를 함께 처리하였을 매에는 모든 온도에서 활성이 높아졌다. .그러나, 황칠나무 잎 disc에서는 온도가 높아짐에 따라 SOD활성이 억제되었고 paraquat를 함께 처리하였을 때에는 더욱 억제되었다. 따라서, 섬오갈피나무는 황칠나무에 비하여 온도 스트레스나 산화적 스트레스에 효율적으로 대처하는 것으로 나타났다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2019년도 추계학술대회
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• pp.14-14
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• 2019

참삿갓사초는 전국에 분포하는 여러해살이풀로 사료용, 사방용 소재로 사용되며 조경용, 관상용 지피식물로 사용되기도 한다. 참삿갓사초의 대량증식을 위해 가장 효과적인 파종 시기를 추정하기 위해 생장상을 이용해 인공적인 온도조건을 주고 참삿갓사초 종자의 발아율을 조사하였다. 실험을 위해 온도를 항온조건(30, 25, 20, 15, $5^{\circ}C$)과 변온조건(15/30, 20/10, $25/15^{\circ}C$) 총 8가지 조건으로 설정하여 발아율을 매일 측정하였다. 광조건은 명/암을 매일 12시간씩 반복하였다. 항온조건에서 발아율은 $20^{\circ}C$가 $17{\pm}7%$로 가장 우수하였고, $25^{\circ}C$ ($12{\pm}2.8%$), $30^{\circ}C$ ($3{\pm}1.9%$) 순으로 나타났으며, $15^{\circ}C$, $5^{\circ}C$에서는 발아하지 않았다. 그러나 $20^{\circ}C$와 $25^{\circ}C$조건에서 통계적인 유의차는 발생되지 않았다. 한편, 변온조건에서의 발아율은 $15/30^{\circ}C$가 $91{\pm}3.8%$로 가장 우수하였고, $25/15^{\circ}C$ ($89{\pm}4.1%$), $20/10^{\circ}C$ ($69{\pm}3.4%$) 순으로 나타났다. 그러나 $15/30^{\circ}C$와 $25/15^{\circ}C$조건에서 통계적인 유의차는 발생되지 않았다. 따라서 참삿갓사초의 종자발아를 위해서는 변온이 필요하며, $25^{\circ}C$ 이상의 온도가 필요하다. 이러한 결과를 바탕으로 가장 효과적인 파종 시기를 추정할 때, 낮-밤 $10^{\circ}C$ 이상의 기온차가 있는 초여름~늦여름 사이가 가장 적절할 것으로 판단된다.

• 한국환경생태학회지
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• 제28권5호
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• pp.495-499
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• 2014

우리나라에서 개미가 종자를 분산시키는 식물종과 관련 개미 및 개미의 종자선택 행태를 밝히고자, 2013년 4월부터과 2014년 7월까지 현호색 4종의 열매 수집, 전파체 특성, 급여시험을 실시하였다. 개미가 종자를 퍼뜨리는(ant-dispersed) 4종의 현호색 속의 식물이 새롭게 확인되었다. 4종의 식물체의 종자에 부착된 지방체의 형태는 주걱처럼 생겼으며, 식물종간 길이나 크기는 서로 달랐다. 전파체, 종자 및 지방체 무게 및 지방체 비율 등은 식물종간 고도의 통계적 유의차가 인정되었다. 전파체와 종자의 무게는 갈퀴현호색이 가장 무거웠고, 다음으로 현호색, 댓잎현호색, 빗살현호색의 순이었다. 지방체의 비율은 댓잎현호색이 23.7%로 가장 높았고, 다음으로 현호색, 빗살현호색, 갈퀴현호색의 순이었다. 지방체를 물어가는 개미는 곰개미, 누운털개미, 고동털개미 및 주름개미 4종이었으며, 가장 빈번하게 지방체를 물어가는 종은 곰개미였다. 개미의 전파체 선호도는 댓잎현호색, 현호색, 빗살현호색, 갈퀴현호색의 순이었으며, 이러한 순서는 지방체의 비율과 같은 순이었다. 개미의 전파체 선택행동은 식물종 또는 개체간 생존율에 영향을 미칠 것이라 사료된다. 앞으로 개미가 종자를 퍼뜨리는 식물종과 개미에 대한 조사와 급여시험 등의 많은 연구가 필요하다고 사료된다.